Android自动化测试框架UIAutomator原理浅析

UIAutomator是一个Android自动化测试框架，是谷歌在Android4.1版本发布时推出的一款用Java编写的UI测试框架，它只能用于UI即黑盒方面的测试。所以UIAutomator只能运行在Android4.1之后的版本，其最大的特点是可以跨进程操作。我们可以使用UIAutomator框架提供的一些方便的API来对Android应用进行一系列的自动化测试操作，如点击、滑动、键盘输入、长按以及常用的断言方法。可以代替繁复的手工测试。

优点：

1. Google自家推出，其稳定性和后续的维护更新可以得到保障，运行也有更多的权限。
2. 可以跨进程操作，这点比起其他基于instrumention框架的自动化工具如Robotium是无法直接做到的。
3. 运行速度快。

缺点：

1. 不支持Android4.1以下的版本。
2. 不支持Webview，所以一般无法对浏览器应用进行测试。

原理

首先，Google的UIAutomator参考微软的UIAutomation提供的一套用在Android上的自动化测试框架。 基于Android AccessilibilityService。 在这里简单介绍一下：AccessilibilityService是一个可访问服务，它是一个为增强用户界面并帮助残疾用户的应用程序，或者用户可能无法完全与设备交互。举个简单的例子，假如一个用户在开车。那么用户就有可能需要添加额外的或者替代的用户反馈方式。其应用方式一般有两种：

第一种方法是：UIAutomatorView + monkey。它与hierachyview + monkey差不多。其区别是：UIAutomatorView通过ADB向设备侧发送一个dump命令，而不是建立一个socket，下载一个包含当前界面控件布局信息的xml文件。相比较hierachyview下载的内容而言，该文件小很多。因此，从效率上讲，这种方法比第一种应用模式快很多。

第二种方法是： 直接调用UIAutomator框架对外提供的API，主要有UIDevice、UISelector、UIObject和 UIScrollable等。其原理与第一种方式即HierachyView + Monkey差不多。其过程大致是：首先，UIAutomator测试框架通过Accessibilityservice，获取当前窗口的控件层次关系及属性信息，并查找到目标控件。若是点击事件，则计算出该控件的中心点坐标。其次，UIAutomator通过 InputManager.getInstance().injectInputEvent隐藏接口来注入用户事件（点击、输入类操作），从而实现跨进程 自动化的目的。

UIAutomator对外还提供了UIAutomatorTestCase、UIDevice、UISelector、UIObject、UICollection、UIScrollable等重要的类，其各自的作用如下：

• UIAutomatorTestCase ：这个类是继承自 Junit TestCase （Junit），对外提供setup、teardown等，以便初始化用例、清除环境等。所以我们在编写的 UIAutomator 的脚本时一般都要继承这个类，这样就可以直接使用它的一些方法和Junit单元测试框架中的Assert断言机制。
• UIObject ：UIObject可以代表页面的任意元素，但它的各种属性定位通常是通过UISelector这个类来辅助完成的。
• UIDevice ：在测试时可以通过getUIDevice() 来实例化UIDevice对象去对设备进行各种控制，如唤醒屏幕，锁屏，点击Home, Back，Menu键等等。
• UISelector : 主要是通过一定查询方式，可以通过UISelector对象去定位UI元素。如果发现多个满足条件的控件则会返回第一个控件,在使用UISelector 的时候可以组合使用多个属性来定位具体的控件，还可以使用childSelector()函数来嵌套UISelector对象。
• UICollection： UICollection一般与UISelector连用，如它的构造函数也要求提供UISelector: UICollection(UISelector selector)。它的API较少，主要用以从UIselector筛选出的元素集中挑出所要的元 素:getChildByDescription(), getChildByInstance(), getChildByText() ,以及统计元素集的个数getChildCount()。
• UIScrollable：UIScrollable 用来表 示可以滑动的界面元素,其继承关系为UIObject -> UICollection ->UIScrollable。但UIAutomator的实现方式与HierachyView+Monkey有很大不一样。以控件点击操作为例， 其实现流程大致如下：

定义一个点击对象Object，该对象则通过UISelector对象定位到具体的控件。而UISelector则通过 UIAutomatorBridge（它可看做是UISelector与AccesibilityService之间的连接器），将查询内容 （AccessibilityNodeInfo）和输入事件（AccessibilityEvent）传给AccessibilityService。实 际业务过程比这复杂的多。这样，就实现了对某个控件的查找或点击操作。备注：AccessibilityEvent，所有可操纵的UI元素都定义为一个 AccessibilityEeventt；AccessibilityNodeInfo指视窗中的组件树节点。

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